تفاوت عملکرد قالب های وارداتی با قالب های داخلی چیست؟

1، علم مواد: جنگ میکروسکوپی خلوص و سازمان
تفاوت عملکرد مواد قالب عامل اساسی تعیین کننده طول عمر و دقت قالب است. فولاد قالب وارداتی به طور کلی از یک فرآیند دوگانه پالایش خلاء و ذوب مجدد الکتروسرباره (ESR) استفاده می کند. نماینده معمولی آن، مانند 1.2344 آلمان (فولاد بهبود یافته H13)، می تواند محتوای گوگرد را زیر 0.001٪ کنترل کند و یکنواختی توزیع کاربید به درجه A استاندارد ASTM E45 می رسد، در حالی که درجه تفکیک کاربید فولاد H13 خانگی اغلب 2-3 برابر از استاندارد فراتر می رود. این تفاوت ریزساختاری باعث می‌شود که فولاد قالب وارداتی مقاومت تسلیم بیش از 800 مگاپاسکال را در دمای بالای 600 درجه حفظ کند، در حالی که مواد داخلی در همان دما تا 40 درصد کاهش مقاومت را تجربه می‌کنند.

در زمینه قالب های پلاستیکی، فولاد از پیش سخت شده NAK80 ژاپن از طریق یک فرآیند ذوب مجدد کوره الکتریکی ویژه، به دقت پرداخت آینه ای Ra0.01 میکرومتر دست یافته است که نیازهای مورد نیاز قالب های لنز نوری را برآورده می کند. از طرف دیگر، فولاد P20 داخلی توسط فرآیند ذوب محدود می شود و سطح صیقلی آن اغلب دارای نقص سوراخ سوزنی در سطح 0.05 میکرومتر است که نیاز به یک فرآیند پرداخت الکترولیتی اضافی دارد و هزینه ها را افزایش می دهد.

شکاف در فناوری عملیات حرارتی مواد نیز قابل توجه است. فولاد قالب سوئدی 8407 یک فرآیند تصفیه درجه بندی شده + برودتی را برای کنترل میزان باقیمانده آستنیت در 3٪ و دستیابی به پایداری ابعادی ± 0.005mm/100mm اتخاذ می کند. با این حال، به دلیل کنترل ناکافی فرآیند کوئنچ، تنش پسماند فولاد H13 تولید داخل می تواند به 200 مگاپاسکال برسد که منجر به ایجاد ترک های داغ در قالب در حین ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم می شود و در نتیجه طول عمر آن بیش از 60 درصد کاهش می یابد.

2، فرآیند تولید: مهندسی سیستم برای کنترل دقیق
تولید قالب های پیشرفته یک سیستم پیچیده است که فرآیندهای متعددی مانند ماشینکاری CNC، قالب گیری تخلیه الکتریکی و سنگ زنی دقیق را پوشش می دهد. در زمینه قالب های سپر خودرو، شرکت های قالب آلمانی از طریق "پروژه 2 میلی متری" دقت قطعات را در 0.1± میلی متر کنترل می کنند که هسته اصلی آن عبارت است از:

ماشینکاری پیوند پنج محور: استفاده از سیستم CNC Heidenhain iTNC 530 برای دستیابی به خطای ارتفاع وتر کمتر یا مساوی 0.005 میلی متر برای ماشینکاری سطح حفره
قالب گیری تخلیه الکتریکی با سرعت بالا: ماشین ابزار Shadick AQ325L ژاپنی با الکترودهای گرافیتی فوق{1} ریز جفت شده است تا زبری سطح ماشین تخلیه را به Ra0.8 میکرومتر کاهش دهد.
تشخیص تداخل سنج لیزری: Renishaw XL{1}}سیستم اندازه گیری لیزر 80 به جبران زمان واقعی دقت موقعیت یابی ماشین ابزار دست می یابد
از سوی دیگر، شرکت‌های قالب‌سازی داخلی سه مرکز ماشین‌کاری محوری-را رایج کرده‌اند، اما نسبت ماشین‌ابزارهای پنج محور کمتر از 15٪ است و پشتیبانی کامل از پایگاه داده فرآیند وجود ندارد. مورد واقعی یک کارخانه قالب خودروی داخلی نشان می‌دهد که قالب داشبوردی که آن را پردازش می‌کند به 0.3 میلی‌متر آسیاب دستی اضافی در طول مونتاژ نیاز دارد که منجر به تمدید 20 روزه چرخه توسعه می‌شود.

در زمینه شکل دهی ریزساختار، مزیت های تکنولوژیکی قالب های وارداتی بارزتر است. قالب شماره گیری اولترا اپل واچ از مرکز میکروساخت ژاپنی Fanuc ROBODRILL برای دستیابی به تکرار دسته ای ساختارهای سگک 0.05 میلی متری استفاده می کند، در حالی که قالب های خانگی تنها می توانند نرخ بازدهی حدود 75 درصد را هنگام پردازش همان ساختار حفظ کنند.

3، سیستم طراحی: انقلاب پارادایم از تجربه تا داده
رقابت اصلی شرکت های قالب وارداتی در سیستم طراحی دیجیتال بالغ آنها نهفته است. ماژول تجزیه و تحلیل جریان قالب که توسط شرکت آلمانی DME توسعه یافته است می تواند رفتار پر شدن مذاب را در ناحیه دیواره نازک 0.2 میلی متری{2}}به دقت پیش بینی کند. مدل الگوریتم آن شامل:

معادلات تشکیل دهنده سیال غیر نیوتنی برای 42 نوع مواد پلاستیکی
مدل انتقال حرارت لایه مرزی دینامیک
معادله تکامل تانسور جهت گیری فیبر
با بهینه سازی قالب پانل درب خودرو از طریق این سیستم، انحراف موقعیت علامت جوش در ± 0.5 میلی متر کنترل می شود و تنش سطحی محصول را تا 35٪ کاهش می دهد. با این حال، اکثر شرکت های داخلی قالب هنوز به طراحی تجربه تکیه می کنند. طبق داده‌های توسعه قالب یک شرکت لوازم خانگی خاص، میانگین تعداد آزمایش‌های قالب بدون آنالیز جریان قالب 4.2 برابر است، در حالی که تعداد آزمایش‌های قالب با استفاده از بهینه‌سازی شبیه‌سازی به 1.8 برابر کاهش یافته است.

از نظر طراحی استاندارد، قالب های وارداتی یک سیستم مدولار کامل را تشکیل داده اند. کتابخانه قطعات استاندارد HASCO آلمان شامل 23000 مشخصات قاب قالب، ستون های راهنما و اجزای دونده داغ است که چرخه طراحی قالب را تا 40 درصد کاهش می دهد. از سوی دیگر، در چین، سطح استانداردسازی قالب های بزرگ کمتر از 30 درصد است. بر اساس آمارهای یک شرکت خودروهای انرژی نو، نسبت قطعات غیر استاندارد در قالب‌های خود ساخته شده به 65% می‌رسد که منجر به افزایش 2.3 برابری هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود.

4، بوم‌شناسی صنعتی: شکاف در نوآوری مشارکتی
مزایای صنعت قالب های وارداتی بیشتر در اکوسیستم کامل منعکس می شود. "بانک داده فناوری قالب" که توسط انجمن صنعت قالب ژاپن (JDMA) ایجاد شده است، 3 میلیون مجموعه از پارامترهای فرآیند را جمع آوری می کند و شرکت ها می توانند بهترین شرایط پردازش را برای مواد خاص از طریق پرس و جوهای پولی بدست آورند. با این حال، صنعت قالب داخلی هنوز در مرحله توسعه "منزوی" است. یک نظرسنجی توسط یک انجمن صنعتی نشان می دهد که تنها 12٪ از شرکت ها پایگاه داده های فرآیندی را ایجاد کرده اند و چرخه به روز رسانی داده ها بیش از 6 ماه است.

از نظر پرورش استعداد، مکانیک‌های قالب آلمانی باید 3 سال آموزش حرفه‌ای دوگانه و 2 سال تمرین شرکتی داشته باشند و گواهینامه مهارت آنها شامل موارد زیر است:

فناوری اندازه گیری دقیق (کنترل خطا کمتر یا مساوی 0.002 میلی متر)
برنامه نویسی ماشینکاری پنج محور (G-بهینه سازی کد)
طراحی فرآیند عملیات حرارتی (کنترل نقطه انتقال فاز)
با این حال، دوره های اصلی قالب در کالج های حرفه ای داخلی هنوز عمدتاً بر پردازش سنتی متمرکز است. در تجهیزات آموزشی یک کالج حرفه ای خاص، ماشین ابزارهای CNC کمتر از 40٪ را تشکیل می دهند و عدم ادغام پروژه واقعی با شرکت ها وجود دارد.

5، مسیر پیشرفت: از پیشرفت فناوری-تا بازسازی زیست محیطی
در مواجهه با شکاف های عملکردی، قالب های داخلی باید از سه جنبه به پیشرفت هایی دست یابند:

نوآوری مواد: فولاد قالب متالورژی پودر (مانند ASP-2030) را توسعه دهید، اندازه کاربید را در عرض 1 میکرومتر کنترل کنید و مقاومت به سایش را تا 40٪ بهبود بخشید.
ارتقاء فرآیند: ترویج فناوری ماشینکاری فوق العاده دقیق، مانند استفاده از پرداخت پرتو یونی برای دستیابی به زبری سطح Ra0.005 μm
ساخت و ساز زیست محیطی: ایجاد یک پلت فرم مشترک برای صنعت، دانشگاه، تحقیق و کاربرد، مانند "پلتفرم ابر قالب" که به طور مشترک توسط هوآوی و دانشگاه علم و فناوری Huazhong توسعه یافته است، که 100000 مجموعه از داده های فرآیندی را جمع آوری کرده است.
مورد تبدیل یک شرکت قالب لاستیک داخلی دارای اهمیت مرجع است: با معرفی مرکز ماشینکاری پنج محور DMG آلمان و توسعه مستقل نرم افزار تجزیه و تحلیل جریان قالب، دقت تعادل دینامیکی قالب های انعطاف پذیر آن از 0.5 میلی متر به 0.1 میلی متر بهبود یافته است و با موفقیت وارد سیستم زنجیره تامین میشلن شده است.